瓦楞纸箱作为一种绿色包装容器,具有质量轻、强度高、易回收、成本低等特性,对其进行优化设计的研究具有实用价值。纸箱在流通过程中,受环境因素的影响很大,如环境湿度、温度等。本文以饼干用的瓦楞纸箱为研究对象,针对实际设计应用过程中存在的问题,进行了以下几个方面的研究。(1)通过纸箱抗压试验和原纸环压试验,研究环境相对湿度对纸箱性能的影响,建立基于相对湿度的纸箱抗压强度的表征公式。试验选取四种饼干用的纸箱以及其配纸为研究对象,分别在不同的湿度条件下进行,研究相对湿度对纸箱抗压性能以及原纸的环压性能的影响。结果表明,随着湿度的不断增大,纸箱抗压强度的下降速率不断增大,抗压强度最大降至原来的一半。通过对试验的分析和研究,建立了基于环境相对湿度的凯里卡特修正公式;试验证明,该公式能较准确的反应相对湿度对纸箱抗压性能的影响,对纸箱设计提供了参考依据。(2)基于matlab的模拟分析,建立纸箱配纸优化模型。瓦楞纸板由瓦楞原纸和箱板纸组成的多层复合材料,瓦楞原纸和箱板纸都有许多规格,为了在获得性能最恰当的瓦楞纸板的同时,获得最佳的经济效益,就要根据纸箱的箱型和用途,对瓦楞原纸和箱板纸进行合理选择与搭配。文中通过matlab的模拟分析,引入性价比作为纸箱配纸优化的评价标准,并在此基础上建立了配纸优化模型,为纸箱配纸优化系统的建立奠定了基础。(3)纸箱配纸优化系统的建立。传统的纸箱配纸设计过程是一种经验模式,建立在设计人员长期积累的经验基础上。由于经验的有限性,纸板种类的多样性,传统设计的配纸并不是最优配纸,只是在有限的几种常用的配纸结构进行选择。本文设计开发的配纸优化系统,针对产品的设计要求,在最广泛的材料库中进行组合和筛选,将所有的可能的配纸逐一对比,最终提供优化的设计方案。系统同时还设置了抗压强度预测分析模块,预测纸箱在不同的环境湿度下纸箱的抗压强度,对纸箱的实际使用具有很高的价值。